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摘要：由于自动气象站的电子设备耐压低，长期工作在野外，容易遭受雷电损害。本文运用当代防雷理论，结合自动气象站网防雷设施安装、运行的现状，对自动气象站容易遭受雷击的原因和途径进行探讨，提出了自动气象站的雷电防护措施。
关键词：自动气象站；雷击；途径；防护策略
引言
自动气象站是一种能自动收集、处理、存储及传输气象信息的装备，其已经成为地面大气探测的重要的组成部分。随着气象事业的快速发展，自动气象站得到了越来越广泛的应用，逐渐成为获取气象资料的主体设备。但其容易遭受雷击，而一旦遭受雷击，气象数据的采集与传输必然会受到严重的影响，甚至造成数据的缺失，进而严重影响气象服务工作，因此做好自动气象站雷电防护意义重大。
1自动气象站的雷电侵入途径
1.1直接雷击
直击雷是指雷电直接击在建筑或设备上。直击雷的破坏力是很大的，如果击在自动气象站设备上，就能在瞬间内产生很高的电压，形成火花放电，进而转化为热能和机械能，摧毁自动气象站设备。
1.2雷电波侵入
雷电击中导体时，会产生强大的电压波和电流波，自雷击点向导体两端传播。因此，有时雷电虽然没有直接击中自动气象站的设备，但若击中与自动气象站相连接的电源线、信号线等导体时，会通过传导耦合的方式将雷电波引入自动气象站设备，从而造成损坏。
1.3雷电电磁感应
雷击放电时，其瞬间在其周围产生强大的变化电磁场，处在这个变化电磁场中的导体会感应出强大的电动势。如果这个导体与自动气象站设备相连，强大的电动势会沿着导体传到设备上，从而损坏自动气象站设备。
1.4地电位反击
当自动气象站地网做得不符合要求，接地电阻过大，造成雷电流无法迅速的泄入大地。发生雷击时，电荷在地极周围堆集，电位向上浮动，形成很高的电压，这个高电压会沿着设备的接地线反击加到设备上，造成自动气象站设备的损坏。
2自动气象站的雷电防护
2.1外部防雷措施
自动气象站的外部防雷设计应根据当地年平均雷暴日数及本身年预计雷击次数等资料，按照《建筑物防雷设计规范》《气象台（站）防雷技术规范》《自动气象站场室防雷技术规范》的要求进行。观测场的仪器设备，可将接闪器安装在风杆上，引下线沿风杆拉线入地，并与观测场地网做可靠电气连接，雨量计、低温变送器等其他仪器设备的金属外壳应就近与观测场地网电气连接；值班室可在建筑物上安装接闪杆、接闪带、接闪网等防直击雷。
2.2内部防雷措施
2.2.1信号、数据线路的防护。进户前，应将电话线、网络线等信号线穿金属管道埋地铺设，金属管道两端要注意接地。在各级防雷区的过渡地带要安装信号SPD，SPD的接地线长度应<1 m，SPD通常選择参数为标称放电电流为5KA（8/20μs），漏电流≤20μA，插入损耗≤0.3 db。数据线路应避免架空敷设，宜穿PVC管埋地引入。
需要强调的是，供电线、信号线、数据线、接地线等应分开敷设于不同的线槽中，并进行屏蔽、接地、均压、等电位连接等处理，且它们的间距应符合《建筑物与建筑群综合布线系统工程设计规范》，以避免相互干扰。
2.2.2电源系统保护。为防止雷电波侵入造成电源系统及相关设备损坏，自动气象站设备最好能单独专线供电，采用TN-S或TN-C-S系统供电方式，进行多级防雷保护。SPD之间安装距离要>20 m，以补偿电源SPD之间的响应时间。传感器、采集器电源要穿管埋地敷设，金属管两端可靠接地，埋地长度≥15 m，如果采用太阳能供电，则可以忽略这些。
2.3接地系统
防雷的基础是接地，可将其分为保护性接地和功能性接地。自动气象站的接地必须做到连线坚固、地网可靠、泄流通畅。接地网的设计要兼顾其所用材料规格、地网面积及当地的土壤电阻率。自动气象站的接地系统应采用共同地网，单点接地方式，接地电阻应不大于1Ω。如果冲击电阻达不到1Ω以下，可采用降阻剂或改变土壤结构以及增加地桩等方法，使其达到规定要求。新建地网，可用不小于50 mm×50 mm×5 mm的镀锌角钢作垂直接地体，长度为1.5～2.5 m，地桩间距3～5m，用不小于40 mm×4 mm的镀锌扁钢做水平环形地网，埋设深度应大于1 m。
2.4线路的防雷具体措施
2.4.1供电线路的防雷措施
观测场及业务楼的供电系统由于线路长而容易受到雷击或雷电电磁感应的危害，最容易引入雷电波，所以，应把它作为防护的重点。进入业务楼总配电柜的低压供电线路，当全长采用铠装电缆埋地引入有困难时，在引入处采用铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地或护套电缆沿电缆沟敷设不少于2m，但最短不应小于15 m，在电缆与架空线连接处尚应装设泻流型电涌保护器，并将电涌保护器、电缆的金属外皮、钢管两端、电杆的金属横担、拉线等与接地装置相连；当采用架空方式引入时，应在业务楼配电柜装设泻流型电涌保护器，并将靠近业务楼的两基电杆的金属横担等接地。从值班室配电盘引到观测场的低压线路应全长采用铠装电缆埋地引入或护套电缆穿钢管直接埋地引入，当值班室距离观测场较远时，在引出处和引入处尚宜装设泻流型电涌保护器，并将电涌保护器、电缆的金属外皮或钢管两端与接地装置相连；对于远离业务楼的观测场的低压线路，当全长采用铠装电缆埋地引入有困难时，在引入处采用铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地或护套电缆沿电缆沟敷设不少于2m，但最短不应小于15m，在电缆与架空线连接处尚应装设泻流型电涌保护器，并将电涌保护器、电缆的金属外皮、钢管两端、电杆的金属横担、拉线等与接地装置相连。
2.4.2信号线路的防雷措施
当观测场到值班室距离较远时的有线遥测控制线路以及主控微机与外界的通信线路，也是很容易受到雷电电磁感应的危害，因此也是作为防护的重点之一。当采用光纤通信时，应将光纤的外金属护层和金属加强芯在进入值班室前或观测场前做接地处理；当采用其它的通信线缆时，应首选带金属屏蔽层的线缆；当采取全长埋地有困难时，在引入业务楼前或引入观测场前穿钢管直接埋地或沿电缆沟敷设不少于2m，但最短不应小于15 m，在线缆与架空线连接处尚应选用SPD进行电涌防护，并将SPD、线缆的金属护层、钢管两端、电杆的金属横担、拉线等与接地装置相连。两者之间的线缆必须从地下电缆沟敷设或穿钢管埋地敷设，宜选用SPD进行电涌防护，将SPD、线缆的金属护层、钢管两端与接地装置相连。
结束语：
自动气象站已经成为采集各种气象要素的主体设备，为保障自动气象站的安全正常运行，必须正确认识防雷接地工作的必要性，制定全面的雷电安全防护措施，以提高整个自动气象站观测系统的雷电安全的防护水平，减少雷击造成的损失。
参考文献：
[1]王银.气象自动站雷击事故分析及防护对策[J].海峡科技与产业，2018（01）：58-60.
[2]高雅隽，段和平，夏雪，金勇根，金星.基于ADTD系统的自动气象站雷击调查及分析[J].现代建筑电气，2017，8（09）：15-20.
[3]李志江，孙丽.自动气象站雷击损坏原因分析及防护措施[J].建筑电气，2013，32（10）：59-61.
关键词：自动气象站；雷击；途径；防护策略
引言
自动气象站是一种能自动收集、处理、存储及传输气象信息的装备，其已经成为地面大气探测的重要的组成部分。随着气象事业的快速发展，自动气象站得到了越来越广泛的应用，逐渐成为获取气象资料的主体设备。但其容易遭受雷击，而一旦遭受雷击，气象数据的采集与传输必然会受到严重的影响，甚至造成数据的缺失，进而严重影响气象服务工作，因此做好自动气象站雷电防护意义重大。
1自动气象站的雷电侵入途径
1.1直接雷击
直击雷是指雷电直接击在建筑或设备上。直击雷的破坏力是很大的，如果击在自动气象站设备上，就能在瞬间内产生很高的电压，形成火花放电，进而转化为热能和机械能，摧毁自动气象站设备。
1.2雷电波侵入
雷电击中导体时，会产生强大的电压波和电流波，自雷击点向导体两端传播。因此，有时雷电虽然没有直接击中自动气象站的设备，但若击中与自动气象站相连接的电源线、信号线等导体时，会通过传导耦合的方式将雷电波引入自动气象站设备，从而造成损坏。
1.3雷电电磁感应
雷击放电时，其瞬间在其周围产生强大的变化电磁场，处在这个变化电磁场中的导体会感应出强大的电动势。如果这个导体与自动气象站设备相连，强大的电动势会沿着导体传到设备上，从而损坏自动气象站设备。
1.4地电位反击
当自动气象站地网做得不符合要求，接地电阻过大，造成雷电流无法迅速的泄入大地。发生雷击时，电荷在地极周围堆集，电位向上浮动，形成很高的电压，这个高电压会沿着设备的接地线反击加到设备上，造成自动气象站设备的损坏。
2自动气象站的雷电防护
2.1外部防雷措施
自动气象站的外部防雷设计应根据当地年平均雷暴日数及本身年预计雷击次数等资料，按照《建筑物防雷设计规范》《气象台（站）防雷技术规范》《自动气象站场室防雷技术规范》的要求进行。观测场的仪器设备，可将接闪器安装在风杆上，引下线沿风杆拉线入地，并与观测场地网做可靠电气连接，雨量计、低温变送器等其他仪器设备的金属外壳应就近与观测场地网电气连接；值班室可在建筑物上安装接闪杆、接闪带、接闪网等防直击雷。
2.2内部防雷措施
2.2.1信号、数据线路的防护。进户前，应将电话线、网络线等信号线穿金属管道埋地铺设，金属管道两端要注意接地。在各级防雷区的过渡地带要安装信号SPD，SPD的接地线长度应<1 m，SPD通常選择参数为标称放电电流为5KA（8/20μs），漏电流≤20μA，插入损耗≤0.3 db。数据线路应避免架空敷设，宜穿PVC管埋地引入。
需要强调的是，供电线、信号线、数据线、接地线等应分开敷设于不同的线槽中，并进行屏蔽、接地、均压、等电位连接等处理，且它们的间距应符合《建筑物与建筑群综合布线系统工程设计规范》，以避免相互干扰。
2.2.2电源系统保护。为防止雷电波侵入造成电源系统及相关设备损坏，自动气象站设备最好能单独专线供电，采用TN-S或TN-C-S系统供电方式，进行多级防雷保护。SPD之间安装距离要>20 m，以补偿电源SPD之间的响应时间。传感器、采集器电源要穿管埋地敷设，金属管两端可靠接地，埋地长度≥15 m，如果采用太阳能供电，则可以忽略这些。
2.3接地系统
防雷的基础是接地，可将其分为保护性接地和功能性接地。自动气象站的接地必须做到连线坚固、地网可靠、泄流通畅。接地网的设计要兼顾其所用材料规格、地网面积及当地的土壤电阻率。自动气象站的接地系统应采用共同地网，单点接地方式，接地电阻应不大于1Ω。如果冲击电阻达不到1Ω以下，可采用降阻剂或改变土壤结构以及增加地桩等方法，使其达到规定要求。新建地网，可用不小于50 mm×50 mm×5 mm的镀锌角钢作垂直接地体，长度为1.5～2.5 m，地桩间距3～5m，用不小于40 mm×4 mm的镀锌扁钢做水平环形地网，埋设深度应大于1 m。
2.4线路的防雷具体措施
2.4.1供电线路的防雷措施
观测场及业务楼的供电系统由于线路长而容易受到雷击或雷电电磁感应的危害，最容易引入雷电波，所以，应把它作为防护的重点。进入业务楼总配电柜的低压供电线路，当全长采用铠装电缆埋地引入有困难时，在引入处采用铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地或护套电缆沿电缆沟敷设不少于2m，但最短不应小于15 m，在电缆与架空线连接处尚应装设泻流型电涌保护器，并将电涌保护器、电缆的金属外皮、钢管两端、电杆的金属横担、拉线等与接地装置相连；当采用架空方式引入时，应在业务楼配电柜装设泻流型电涌保护器，并将靠近业务楼的两基电杆的金属横担等接地。从值班室配电盘引到观测场的低压线路应全长采用铠装电缆埋地引入或护套电缆穿钢管直接埋地引入，当值班室距离观测场较远时，在引出处和引入处尚宜装设泻流型电涌保护器，并将电涌保护器、电缆的金属外皮或钢管两端与接地装置相连；对于远离业务楼的观测场的低压线路，当全长采用铠装电缆埋地引入有困难时，在引入处采用铠装电缆或护套电缆穿钢管直接埋地或护套电缆沿电缆沟敷设不少于2m，但最短不应小于15m，在电缆与架空线连接处尚应装设泻流型电涌保护器，并将电涌保护器、电缆的金属外皮、钢管两端、电杆的金属横担、拉线等与接地装置相连。
2.4.2信号线路的防雷措施
当观测场到值班室距离较远时的有线遥测控制线路以及主控微机与外界的通信线路，也是很容易受到雷电电磁感应的危害，因此也是作为防护的重点之一。当采用光纤通信时，应将光纤的外金属护层和金属加强芯在进入值班室前或观测场前做接地处理；当采用其它的通信线缆时，应首选带金属屏蔽层的线缆；当采取全长埋地有困难时，在引入业务楼前或引入观测场前穿钢管直接埋地或沿电缆沟敷设不少于2m，但最短不应小于15 m，在线缆与架空线连接处尚应选用SPD进行电涌防护，并将SPD、线缆的金属护层、钢管两端、电杆的金属横担、拉线等与接地装置相连。两者之间的线缆必须从地下电缆沟敷设或穿钢管埋地敷设，宜选用SPD进行电涌防护，将SPD、线缆的金属护层、钢管两端与接地装置相连。
结束语：
自动气象站已经成为采集各种气象要素的主体设备，为保障自动气象站的安全正常运行，必须正确认识防雷接地工作的必要性，制定全面的雷电安全防护措施，以提高整个自动气象站观测系统的雷电安全的防护水平，减少雷击造成的损失。
参考文献：
[1]王银.气象自动站雷击事故分析及防护对策[J].海峡科技与产业，2018（01）：58-60.
[2]高雅隽，段和平，夏雪，金勇根，金星.基于ADTD系统的自动气象站雷击调查及分析[J].现代建筑电气，2017，8（09）：15-20.
[3]李志江，孙丽.自动气象站雷击损坏原因分析及防护措施[J].建筑电气，2013，32（10）：59-61.